Ein Sonnenzyklus ist eine Periode, in der die Aktivität der Sonne variiert, indem sie die gleichen Phänomene reproduziert wie während der Periode der gleichen vorherigen Dauer. Diese Sonnenaktivität wird durch die Intensität des Magnetfelds der Sonne und durch die Anzahl der Flecken auf ihrer Oberfläche charakterisiert.
Von der Erde aus gesehen variiert der Einfluss der Sonne hauptsächlich je nach Tages- und Jahresperiode. Absolut wird die Aktivität durch einen Sonnenzyklus (in) von durchschnittlich 11,2 Jahren reguliert – von einem Maximum zum nächsten – aber die Dauer kann zwischen 8 und 15 Jahren variieren. Die Amplitude der Maxima kann von einfach bis dreifach variieren. Die 11-Jahres - Zyklus wurde zuerst von bestimmt deutschen Amateur - Astronom Heinrich Schwabe um 1843 .
In 1849 , der Schweizer Astronom Johann Rudolf Wolf ( Jahre 1816 - Jahre 1893 ) wurde ein Verfahren zur Berechnung der Sonnenaktivität basierend auf der Anzahl von Punkten. Schwabe-Zyklen werden ab maximal 1761 nummeriert (siehe Tabelle).
Zyklus 24 begann 2008 und endete Anfang 2020, wie die von einem indischen Team berichtete Umkehr des solaren Magnetfelds nahelegt. Das Maximum von Zyklus 25 wird vom Space Weather Prediction Center für 2025 vorhergesagt und wird voraussichtlich 115 Spots haben.
n o | Start | Ende | Dauer | Maximal | Maximale Anzahl an Plätzen | Mindestanzahl an Spots (Ende des Zyklus) | Anzahl der Tage ohne Flecken | Bemerkungen |
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1 | August 1755 | März 1766 | 11,3 | Juni 1761 | 86,5 | 11.2 | ||
2 | 1766 | 1775 | 1770 | |||||
3 | 1775 | 1784 | 1778 | |||||
4 | 1784 | 1798 | 1788 | In Wirklichkeit vielleicht zwei Zyklen, von denen einer also weniger als 8 Jahre gedauert hätte. | ||||
5 | 1798 | 1810 | 1804 | |||||
6 | 1810 | 1823 | 1816 | |||||
7 | 1823 | 1833 | 1828 | |||||
8 | 1833 | 1843 | 1838 | |||||
9 | 1843 | 1855 | 1848 | |||||
10 | 1855 | 1867 | 1860 | |||||
11 | 1867 | 1878 | 1872 | |||||
12 | 1878 | 1890 | 1884 | |||||
13 | 1890 | 1902 | 1894 | |||||
14 | 1902 | 1913 | Februar 1906 | 64,2 | Niedriger Aktivitätszyklus. | |||
fünfzehn | 1913 | 1923 | 1917 | Beginn des modernen Maximums . | ||||
16 | 1923 | 1933 | 1928 | |||||
17 | 1933 | 1944 | 1939 | |||||
18 | 1944 | 1954 | 1947 | |||||
19 | 1954 | 1964 | 1958 | ~ 190 | Maximum des modernen Maximums . | |||
20 | 1964 | 1976 | 1968 | |||||
21 | 1976 | 1986 | 1981 | |||||
22 | 1986 | Mai 1996 | 1991 | |||||
23 | Mai 1996 | 4. Januar 2008 | 11,6 | März 2000 | 120.8 | 805 | Durchschnittliches monatliches Minimum: 1.7. | Möglicherweise der letzte Zyklus des modernen Maximums . |
24 | 4. Januar 2008 | Dezember 2019 |
2011 ( 1 st peak) Anfang 2014 ( 2 d - Peak) |
99 101 |
Niedriger Aktivitätszyklus. | |||
25 | Dezember 2019 | Voraussichtlich um 2031 | Geplant in Richtung Juli 2025 | Erwartet bei 115 +/- 10 |
In Verbindung mit dem 11-Jahres-Zyklus gibt es einen 22-Jahres-Zyklus, der das solare Magnetfeld betrifft. Tatsächlich werden die Polaritäten der letzteren mit jedem neuen 11-Jahres-Zyklus umgekehrt. Ein Zyklus von 179 Jahren lässt sich auch in Bezug auf den Zyklus der Gasriesenplaneten Jupiter und Saturn hervorheben. Eine von Nelson (1951), Takahashi (1967), Bigg (1967), Wood (1968), Blizard (1969), Ambroz (1971), Grandpierre (1996) und Hung (2007) entwickelte Theorie gibt als Grund für diesen Zyklus an die solaren „Gezeiten“, die von den Planeten des Sonnensystems verursacht werden , hauptsächlich Venus , Erde , Merkur , Mars , Jupiter und Saturn . Ching-Cheh Hung von der NASA hat eine Beziehung zwischen der Position der Gezeiten produzierenden Planeten Merkur, Venus, Erde und Jupiter und 25 Sonnenstürmen unter den 38 wichtigsten der Geschichte gezeigt (die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Verbindung auf Zufall beruht) wäre 0,039%). Hung isolierte auch einen 11-Jahres-Zyklus, der von der Venus-Erde-Jupiter-Gruppe beschrieben wurde, der dem Sonnenfleckenzyklus entspricht.
Wolf bemerkte auch einen Variationszyklus der Maxima über einen Zeitraum von 90 Jahren.
In den Jahren der maximalen Aktivität nehmen zu:
Eine regelmäßige Beobachtung der Aktivität der Sonne über Sonnenflecken, zurück Daten siebzehnten th Jahrhundert. Diese Aktivität wird auch in Baumringen durch ihre anfängliche Kohlenstoff-14- Konzentration (direkt verbunden mit der Intensität der kosmischen Strahlung ) aufgezeichnet , die aus ihrer aktuellen Konzentration bekannt ist, wenn die Ringe genau datiert werden. Im Jahr 2020 rekonstruiert eine solche Studie die Geschichte der Konzentration von 14 C in der Luft über den gesamten Zeitraum 969–1933. Die Studie bestätigt die Präsenz des Schwabe-Zyklus seit 969 sowie das besonders energetische Ereignis von 993 . Zwei ähnliche Ereignisse, die zuvor nicht berichtet wurden, treten ebenfalls auf: 1052 und 1279.
Vor zweitausend Jahren sprachen griechische und chinesische Astronomen in ihren Schriften von dunklen Flecken auf der Sonne, deren Form und Position sich änderten. Im April 1612 war Galilei der erste, der sie mit einem astronomischen Teleskop im Detail beobachtete . Danach wird die Beobachtungsstelle von Zürich in Fortsetzung Beobachtung.
Sie erscheinen in der Photosphäre als dunkle Zone (der Schatten), umgeben von einem helleren Bereich (der Halbschatten), sind kühler als die umgebende Photosphäre ( 4.500 K gegenüber etwa 5.800 K für die Photosphäre ) und sind auf die Kühlung zurückzuführen, die aus der Hemmung von Oberflächenkonvektion durch die lokale Zunahme des Magnetfeldes. Ihre größte Ausdehnung kann Zehntausende von Kilometern erreichen .
Die Flecken erscheinen oft in Gruppen und werden oft von anderen Flecken entgegengesetzter magnetischer Polarität (bipolare Gruppe von Flecken) begleitet. Zu Beginn des Sonnenzyklus erscheinen die Flecken vorzugsweise in hohen Breiten in beiden Hemisphären (ca. 40 ° ; außerdem haben die ersten Flecken einer Gruppe in der Regel die gleiche Polarität. bis zum Beginn des nächsten Zyklus näher an den Äquator heranrücken) ; an diesem Punkt sollte sich die Polarität der Flecken ändern.Durch das Studium der Bewegungen dieser Sonnenflecken konnten Astronomen schließen, dass sich die äquatorialen Regionen der Sonne schneller drehten als ihre Polarzonen, bevor dies mit anderen moderneren Mitteln der Fall war. wie der Doppler-Fizeau-Effekt .
Sonnenflecken sind dunkler und kühler als die Sonnenoberfläche und verringern daher die Intensität der Sonneneinstrahlung. Aber sie werden von leuchtenden Punkten begleitet, die die Intensität der Sonnenstrahlung erhöhen. Es ist die Wirkung von Lichtpunkten, die vorherrscht, so dass die Sonneneinstrahlung in Zeiten starker Sonneneinstrahlung höher ist (Strahlung über dem Normalwert um etwa den Faktor 0,1%).
Die Beobachtung von Sonnenflecken ist einfach und ermöglicht es Ihnen, die Rotation der Sonne um sich selbst in 27 Tagen zu beobachten. Astronomen empfehlen, ohne geeignete Brille nie direkt in die Sonne zu schauen, da die Gefahr von Netzhautverbrennungen hoch ist. Ein einfaches indirektes Beobachtungssystem besteht beispielsweise darin, das Bild der Sonne mit einem Fernglas auf ein Blatt Papier zu projizieren.
Die folgende Formel ermöglicht es, die Sonnenaktivität, mit R bezeichnet , als Funktion der Anzahl der Punkte t , der Anzahl der Gruppen von Punkten g und eines Koeffizienten k zu quantifizieren , der das Ergebnis als Funktion der Beobachtungsmittel korrigiert (Beobachter, Instrument usw. ): .
Während des Zyklus 19 erreichte die Zahl der Wolf 190, während sie in Zyklus 14 70 nicht überschritt. Trotz ihrer Ungenauigkeit hat die Zahl der Wolf das Interesse, 250 Jahre zu existieren, während der Beobachtungswissenschaftler mit modernen Mitteln nur wenige Zyklen in seinem Leben hat Datenbanken.
Die Radioastronomie wurde mit dem geboren Radar in 1942 während des Zweiten Weltkriegs . Die von der Sonne emittierten Radiowellen stammen aus der Chromosphäre , wo die Materie vollständig ionisiert ist ( Plasma ) und aus der Korona . Die Frequenz der emittierten Welle hängt von n e ab , der Anzahl der Ionen pro Kubikmeter .
Sonnenstörungen ( Eruption , Bursts ) verändern das Spektrum der Funkemissionen.
Die Messung der Amplitude der Sonnenstrahlung über 2800 MHz (in W / Hz m²) liefert einen zuverlässigeren Index der Sonnenaktivität als die Wolf-Zahl. Auch auf anderen Frequenzen (245 MHz , 410 MHz ... 15,4 GHz ) werden Messungen durchgeführt .
Das Studium der Sonnenaktivität ermöglicht es, die Phänomene der Wellenausbreitung zu verstehen und mögliche Störungen der radioelektrischen Kommunikation auf der Erde vorherzusagen.
Der Ursprung des Sonnenzyklus, seiner Quasi-Periodizität wie seiner Fluktuationen, wird im Allgemeinen auf die interne Funktionsweise des Sonnendynamos zurückgeführt , ohne dass heute eine verlässliche Theorie aufgestellt werden kann. Der Einfluss externer Faktoren wie Gezeitenkräfte (hauptsächlich aufgrund von Jupiter , Venus und der Erde) wurde bereits 1918 von einigen Forschern geltend gemacht und ist es noch heute.
Änderungen der Sonnenaktivität führen zu Schwankungen in der Ausbreitung von Radiowellen . Der am stärksten betroffene Frequenzbereich umfasst die sogenannten HF- Wellen oder Kurzwellen, die sich dank der Ionosphäre über weite Strecken ausbreiten . Während magnetischer Stürme kann die sehr starke Ionisation der oberen Schichten der Atmosphäre die Kommunikation mit Satelliten stören oder sogar unterbrechen mit den schwerwiegenden Folgen, die man sich für Telekommunikation , Navigation, geografische Positionsbestimmung vorstellen kann ...